重型汽车排放限值及测量方法

1、重型汽车排放限值及测量方法重型汽车排放限值及测量方法 中国汽车技术研究中心中国汽车技术研究中心 李孟良李孟良 教授级高工教授级高工 2012.9.212012.9.21，合肥，中国，合肥，中国 2012-9-2412012-9-241第三届大城市机动车污染防治技术研讨会 2012-9-242 汇报提纲汇报提纲 1.1. 标准制定的背景标准制定的背景 2.2. 标准主要内容介绍标准主要内容介绍 要求要求 测试方法测试方法 结果计算结果计算 结果报告结果报告 2012-9-242 尾气取样及流尾气取样及流 量测量装置量测量装置 瞬态循环瞬态循环/ETC/ETC稳态循环稳态循环/ESC/ESC 满足

2、国满足国4 4排放标准以上的先进排放排放标准以上的先进排放 控制技术及控制策略受到工况的影控制技术及控制策略受到工况的影 响很大，实际运行工况与法规工况响很大，实际运行工况与法规工况 下排放会相差很大。而当前重型车下排放会相差很大。而当前重型车 辆排放法规中实行的机、车分离管辆排放法规中实行的机、车分离管 理方法，重型车辆实际排放状况不理方法，重型车辆实际排放状况不 清；清； 2012-9-243 2012-9-244 国外重型汽车排放相关标准和法令国外重型汽车排放相关标准和法令 美国联邦环保署2006年8月正式开展重型整车排放测试NTE方法(CFR 40 Part 86.1370至1372N

3、ot-To-Exceed测试程序和Part 1065 Subpart J道路测试 和车载排放测试系统),作为发动机认证附加测试，监测车辆在用状态下排放与 法规限值的符合性。 欧盟法规NO.595/2009修订草案中也规定了欧重型车在用符合性要求，法规 中规定利用PEMS测试系统开展气态污染物的监管的评估，目前已经完成相关的 研究工作，形成了测试草案。欧盟2009年开始试行重型整车排放测试，监测车 辆在用状态下排放与法规限值的符合性。一些研究表明，实际排放远大于限值。一些研究表明，实际排放远大于限值。 2012-9-244 长途卡车：长途卡车：- -4g/kWh4g/kWh 配送卡车：配送卡车：

4、- -5g/kWh5g/kWh 公交车：公交车： 5 5- -7g/kWh7g/kWh 欧欧4/54/5限值：限值：3.5/2 g/kWh3.5/2 g/kWh * *来源来源TNOTNO 北京国北京国4公交公交车辆车辆实际运行车载测量的实际运行车载测量的NOx 平均结果平均结果（三种车（三种车/机型机型21辆车）辆车） 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 平均比排放（平均比排放（g/kWh) 考虑法规宽限、测试设备宽限、环考虑法规宽限、测试设备宽限、环 境宽限：国境宽限：国4 4结果约为结果约为6 6- -7g/kWh7g/kWh是合是合 理

5、的理的( (欧欧4 4限值：限值：3.5/kWh3.5/kWh） 2012-9-245 法规工况未能充分体现实际工况法规工况未能充分体现实际工况 发动机转速-负荷：蓝色点为实际测试；粉红色点为台架ETC测试 实际行驶时发动机转速与ETC循环相差较大，实际行驶主要集中在 10001600r/min，ETC集中在1700r/min至1900r/min； 法规工况与实际工况相比，覆盖面较窄，实际中大量的工况没被控制 2012-9-246 不同速度区间的平均不同速度区间的平均NOxNOx比排放比排放 车型间排放特性差异较 大。 有的车型在低速区排 放较高。平均NOx比排 放呈逐步下降。在40- 50k

6、m/h后，排放很低 。排放控制技术正常 有的车型，平均NOx比 排放基本在各个区间 均匀分布，而且排放 高。排放控制技术不 正常。 结合城区运行平均车速 较低，车辆实际排放严 峻； 合理的国合理的国4 4排放估排放估 值约为值约为6 6- -7g/kWh7g/kWh 速度区间,km/h NOx比排放均值，g/kWh 2012-9-247 2012-9-248 汇报提纲汇报提纲 1.1. 标准制定的背景标准制定的背景 2.2. 标准主要内容介绍标准主要内容介绍 要求要求 测试方法测试方法 结果计算结果计算 结果报告结果报告 2012-9-248 标准主要内容介绍标准主要内容介绍 适用范围 本标准

7、规定了装用满足车用压燃式、气体燃料点燃 式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法 （ GB17691-2005）第IV阶段及以上标准发动机的 车辆氮氧化物（NOX）的排放限值、测量方法和判定 方法。 本标准适用于设计车速大于25km/h的M2、M3、N2 和N3类及总质量大于3500kg的M1类机动车装用满 足车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气 污染物排放限值及测量方法（ GB17691-2005） 第IV阶段及以上标准发动机的车辆排放检查。 2012-9-249 整车排放要求 制造企业应确保车辆正常使用并按要求进行维护 保养的条件下，在满足HJ439-2008要求的发动 机排放控制

8、装置耐久性有效期内，排放控制装置 始终正常运行，满足整车排放限值（下表）的要 求。 计算方法 功基窗口法 NTE法 NOx限值 阶段 7.0 6.0 阶段 5.0 4.0 要求 满足限值要求的有效功基窗 口比例达到90%以上 满足限值的NTE事件通过率达 到90%以上 2012-9-2410 判定方法 车辆须符合表1中功基窗口法或NTE法的限值。根据车辆的具体使用用途，制 造企业通过申请的方式经主管部门确认后，可仅按照功基窗口法或NTE法进行 判定。 采用NTE法判定时，NTE事件不少于5个；采用功基窗口法判定时，平均功率 百分比大于20%的窗口个数要大于或者等于所有窗口个数的50%；如果不能

9、 达到50%，将以1%为步长逐渐减小窗口平均功率百分比的要求，但最小不 能小于15%。 车型合格判定：同类车型测试车辆数最多不超过10辆，合格车辆数如符合表 规定，判定车型合格。 审核判定 该车型（含视同及扩展）符合排放要求； 资料不充分，无法判定该车型（含视同及扩展）的排放状况，需补充资料和数据； 该车型（含视同及扩展）不符合排放要求，制造企业需暂停销售并采取补救措施。 测试车辆数（辆） 合格车辆数不少于（辆） 3 3 6 5 10 7 2012-9-2411 整车测试 原则上制造企业应按照附录B的要求进行实际道路运行排放试验。在制造企业 和监管机构协商下，可按照附录C方法进行测试。 制造企

10、业可申请车型申报后的12个月内向排放监管机构提交整车排放测试报 告。整车排放测试报告内容应满足附录A规定。四年内（车辆准许在北京销售 之日起）还需再进行一次整车测试并提交报告。 排放监管机构或委托检测机构可视情况在新车审核时或批准后进行整车排放测 试。 制造商生产车辆使用同一系族发动机的车型，车型的视同及扩展判定参照参照 国家强制性产品认证的车辆扩展和视同判定方法。 不同整车制造商生产、使用同一系族发动机的车型（发动机系族按照 GB17691中的判定方法判定，含视同及扩展），且车辆类型相同可视为同类 车型。同类车型由制造企业申请，由主管机构审核。同类车型中，可选择可能 排放效果最差的车型作为代

11、表车型进行测试；其他使用同一系族发动机的车型 经检测机构确认，可视同。 2012-9-2412 测试车辆 车辆应在北京市销售或者注册。 车辆行驶里程要在排放控制装置需在HJ439-2008要求的有效 寿命内，且车辆应正常使用和维护保养，未经改动。车辆的污 染物排放控制装置工作正常，未有影响污染物排放控制装置正 常工作的报警或故障，如：车辆发动机有气缸失火、污染物排 放控制装置传感器损坏等。 车辆排放控制诊断系统应符合HJ437-2008的规定，且应提供 标准化或无限制的访问。通过标准的OBD诊断串行接口能获 取：进气温度、进气歧管压力、空气流量、发动机转速、计算 负荷值等数据。 车辆诊断接口的

12、其他要求：通过标准的OBD诊断串行接口能 够获取NOX浓度的瞬时值 2012-9-2413 补救措施 制造企业接到排放监管机构对装用该发动机型 或系族的整车排放不满意的通知后，可以向监 管机构进行情况说明或申诉。如无疑义，需在 60个工作日内提交拟采取的补救措施具体内容 和整车排放测试验证报告。 补救措施审核通过后10日内，提交补救措施实 施计划。包括实施单位、时间安排、问题零部 件的处理方式等。 2012-9-2414 附录B测试方法 车辆准备 对选择的测试车辆进行检查，以便确认所选择的测试车辆是否 正常使用和经过合理的维护保养。进行过重新组装、大修等影 响车辆排放性能的测试车辆或发动机，或

13、对于行驶里程过高但 其搭载的发动机仍然在规定的使用寿命期限内的车辆，不选择 为测试车辆。 发动机生产厂家提供OBD端口的定义信息，用于匹配发动机 信息数据采集设备与OBD的正确连接。检查发动机的OBD系 统，如果发动机存在故障且在测试之前已经解决，应将问题记 录下来提交给排放监管机构，如果在测试之前没有解决需要重 新更换车辆。 更换发动机燃油、润滑油和试剂等。 2012-9-2415 测量内容 气态排放排放物的测量。利用车载排放测试设备， 将其安装固定在车辆上，在车辆实际运行过程中， 实时收集NOx浓度(ppm)、排气流量（L/min）、 排气温度()、车辆行驶速度（km/h）的瞬时排放 数据

14、，数据采集频率为1Hz。 发动机转速和扭矩的测量。按照6.2.3要求，利用车 辆的车载诊断接口，通过数据采集设备和解析软件 读取发动机转速(r/min)和扭矩(Nm)等瞬时数据， 数据采集频率为1Hz。 2012-9-2416 测试工况及时间 对于本标准适用范围的车辆，测试工况应接近于车辆本身正常使用时的道路运行路况 。车辆运行路况应包括：市区路、市郊路和高速路。上述三种道路类型的划分原则： 根据车辆行驶速度的大小，区分车辆运行道路的属性，市区路：车辆行驶速度在0至60km/h，市郊路：车 辆行驶速度为60km/h至90km/h，高速路：车辆行驶速度大于90km/h。 对于M2和M3类车辆（公

15、交车等特殊用途的车辆除外），车辆测试时的运行道路组成 如下：45%的市区道路，25%的市郊道路和30%的高速道路； 公交车和环卫车辆道路组成如下：100%的市区道路 对于N2类车辆，车辆测试时的运行道路组成如下：45%的市区道路，25%的市郊道 路和30%的高速道路； 对于N3类车辆，车辆测试时的运行道路组成如下：20%的市区道路，25%的市郊道 路和55%的高速道路。 测试持续时间原则不少于8小时，其中非怠速工况时间不得少于3个小时。对于只进 行功基法计算的车辆，当测试车辆的累计功至少为发动机ETC循环功的5倍时，测试 可终止。 按照5.2判断数据是否符合要求：如果第一次测试不能满足要求，可

16、进行第二次测试 ，两次测试数据可合并后进行计算。 2012-9-2417 功基窗口1功基窗口n 结果计算-功基窗口法 车辆运行在日常运行区域，车 载测试获取每秒发动机相关信 息和瞬时排放 以ETC循环功作为功基窗口 （累积每个工况点的瞬时功达 到ETC循环功），计算窗口内 所有工况点的平均比排放值； 移动平均计算功基窗口至数据 结束。移动平均周期为数据采 样周期。 窗口平均比排放值与限值比 较，符合限值的窗口个数不小 于总窗口的90%。 不同发动机，不同发动机，ETC大小可能不大小可能不 同，窗口起点也不同。同，窗口起点也不同。 一系列窗口一系列窗口 2012-9-2418 结果计算-NTE法

17、 车辆运行在日常运行区域， 车载测试获取每秒发动机相 关信息和瞬时排放 发动机工况落入NTE控制区 内连续 30s以上工况作为一 个NTE事件 计算NTE事件的排放平均排 放值。 满足NTE限值的NTE事件加 权时间之和与所有NTE事件 时间之和的比值超过90%， 车辆排放达标。 2012-9-2419 附录C测试方法及结果处理 重型汽车整车排放测量方法（底盘测功机） 对于城市用公交车辆采用“重型混合动力电动汽车能量 消耗量试验方法GB19754-2005”中的“中国典型城 市公交工况”，对于其他车辆车辆采用“重型商用车辆 燃料消耗量测量方法 GB/T 27840-2011”中的“重型 商用车油耗测试工况（C-WTVC）” 用循环累计排放量除以循环累计功得到循环比排放。采 用“中国典型城市公交工况”时使用窗口法限值。采用 C-WTVC工况 时使用NTE法限值。三次循环的平均值 满足限值要求为合格。 2012-9-2420 制造企业整车排放测试的自查结果报告自查结果报告： 涉及的发动机（无论试验与否）的识别信息，包括： 发动机型、发动机识别号 装用受检发动机的汽车牌照号、车辆识别代码（VIN）、生产日期 使用地区（如已知）、该汽车用途（如已知），如城市运输用、长途运输用等。 汽车和发动机从样本中被剔除